数据结构学习笔记——链式存储结构实现栈(链栈)

简介: 数据结构学习笔记——链式存储结构实现栈(链栈)

一、链栈的定义


有两种方式实现栈,分别是顺序存储结构和链式存储结构,这里我们把通过链式存储结构实现的栈成为链栈,链栈相对于顺序栈其最大优势是可以动态地分配存储空间,所以通常不会出现栈满的情况,这里我们通过不带头结点的单链表实现链栈(是因为栈的主要操作都是在栈顶进行操作的),即第一个结点设为栈顶从而方便操作。


如下图,也就是一个不带头结点的单链表,即不带头结点的链栈,其中Lhead指针指向栈中的栈顶元素:

1667232901643.jpg

链栈的类型定义代码如下:

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
typedef struct StackNode {
  int data;//存放栈中元素
  struct StackNode *Lhead;//栈顶指针 ,记录栈顶元素的位置
} *LinkStack;//链栈的类型定义


二、链栈的初始化


初始化一个空栈,将链栈类型的变量S标识为空,即S=NULL,如下代码:

/*链栈的初始化,初始化一个空栈*/
bool InitStack(LinkStack &S) {
  S=NULL;
  return true;
}


三、判断链栈是否为空栈


当链栈S为空时表示为空栈,否则不为空,通过if条件语句判断,即S==NULL,如下代码:

/*判断链栈是否为空*/
bool EmptyStack(LinkStack S){
  if(S==NULL)
  return true;
  else
  return false;
}


四、进栈(插入操作)


同单链表当中动态分配新结点的步骤类似,创建一个值为x的新结点p(通过malloc()函数动态分配,需在开头加头文件#include<stdlib.h>),首先将x值赋给新结点p的数据域中,然后将新结点p插入到链栈的栈顶前,最后再将新结点p作为当前栈顶元素,完整代码如下:

/*进栈(插入操作)*/
void PushStack(LinkStack &S, int x) {
  StackNode *p;
  p = (StackNode*)malloc(sizeof(StackNode));//动态分配创建一个新结点p
  p->data = x;  //将x放入新结点p的数据域中
  p->Lhead = S; //将新结点p插入到当前链栈的栈顶前
  S = p;  //将新结点p作为栈顶元素
}


五、出栈(删除操作)


出栈操作首先必须判断栈是否为空,即S==NULL,然后通过变量x,将栈顶元素S->data赋给x取出,然后将指针p指向原栈顶(为要删除的结点),并将栈顶S指向下一个结点,最后通过free()函数释放要删除的结点p,完整代码如下:

/*出栈(删除操作)*/
bool PopStack(LinkStack &S,int &x) {
  StackNode *p;
  if(S==NULL)//若栈为空,则报错
  return false;
  x=S->data;//x记录当前栈顶元素
  p=S;//p指针指向原栈顶
  S=S->Lhead;//S指向下一个结点
  free(p);//释放栈顶元素
  return true;
}


六、读取链栈的栈顶元素


通过变量x使其存储栈顶结点,即S->data,读取链栈的栈顶元素的代码如下:

/*读取链栈的栈顶元素*/
bool GetTopStack(LinkStack &S,int &x) {
  if(S==NULL)
  return false;
  x=S->data;
  return true;
}


七、链栈的建立


链栈的建立通过输入要建立的栈的元素个数来一键建立链栈,每次输入入栈的元素,然后通过PushStack()函数使其入栈,代码如下:

/*链栈的建立*/
void CreateStack(LinkStack &S,int x) {
  int number;
  printf("请输入要建立的栈中的元素个数:\n");
  scanf("%d",&number);
  for(int i=0; i<number; i++) {
  printf("输入第%d个入栈的元素:\n",i+1);
  scanf("%d",&x);
  PushStack(S,x);
  }
}


八、链栈的遍历输出


链栈的遍历输出也就是遍历链栈,使p指针等于S,然后每次指向下一个结点,同时输入此时指针p指向结点的值p->data,代码如下:

/*链栈的遍历输出*/
bool PrintStack(LinkStack S) {
  StackNode *p=S;
  if(p==NULL)
  return false;
  while(p!=NULL) {
  printf("%d ",p->data);
  p=p->Lhead;
  }
}


链式存储结构实现栈完整代码


链式存储结构实现栈的完整代码如下:

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
typedef struct StackNode {
  int data;//存放栈中元素
  struct StackNode *Lhead;//栈顶指针 ,记录栈顶元素的位置
} *LinkStack;//链栈的类型定义
/*链栈的初始化,初始化一个空栈*/
bool InitStack(LinkStack &S) {
  S=NULL;
  return true;
}
/*判断链栈是否为空*/
bool EmptyStack(LinkStack S) {
  if(S==NULL)
  return true;
  else
  return false;
}
/*进栈(插入操作)*/
void PushStack(LinkStack &S, int x) {
  StackNode *p;
  p = (StackNode*)malloc(sizeof(StackNode));//动态分配创建一个新结点p
  p->data = x;  //将x放入新结点p的数据域中
  p->Lhead = S; //将新结点p插入到当前链栈的栈顶前
  S = p;  //将新结点p作为栈顶元素
}
/*出栈(删除操作)*/
bool PopStack(LinkStack &S,int &x) {
  StackNode *p;
  if(S==NULL)//若栈为空,则报错
  return false;
  x=S->data;//x记录当前栈顶元素
  p=S;//p指针指向原栈顶
  S=S->Lhead;//S指向下一个结点
  free(p);//释放栈顶元素
  return true;
}
/*读取链栈的栈顶元素*/
bool GetTopStack(LinkStack &S,int &x) {
  if(S==NULL)
  return false;
  x=S->data;
  return true;
}
/*链栈的建立*/
void CreateStack(LinkStack &S,int x) {
  int number;
  printf("请输入要建立的栈中的元素个数:\n");
  scanf("%d",&number);
  for(int i=0; i<number; i++) {
  printf("输入第%d个入栈的元素:\n",i+1);
  scanf("%d",&x);
  PushStack(S,x);
  }
}
/*链栈的遍历输出*/
bool PrintStack(LinkStack S) {
  StackNode *p=S;
  if(p==NULL)
  return false;
  while(p!=NULL) {
  printf("%d ",p->data);
  p=p->Lhead;
  }
}


一个简单的链栈的基本实现例子


例如,通过链式存储结构创建一个栈,其元素个数为4,为{2,7,0,-3},创建后依次输出从栈顶到栈底的元素值,首先通过输入一个元素,使其进栈,然后读取当前栈顶元素;执行一次出栈操作。然后读取当前栈顶元素,最后再依次输出从栈顶到栈底的元素值,如下代码:

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
typedef struct StackNode {
  int data;//存放栈中元素
  struct StackNode *Lhead;//栈顶指针 ,记录栈顶元素的位置
} *LinkStack;//链栈的类型定义
/*链栈的初始化,初始化一个空栈*/
bool InitStack(LinkStack &S) {
  S=NULL;
  return true;
}
/*判断链栈是否为空*/
bool EmptyStack(LinkStack S) {
  if(S==NULL)
  return true;
  else
  return false;
}
/*进栈(插入操作)*/
void PushStack(LinkStack &S, int x) {
  StackNode *p;
  p = (StackNode*)malloc(sizeof(StackNode));//动态分配创建一个新结点p
  p->data = x;  //将x放入新结点p的数据域中
  p->Lhead = S; //将新结点p插入到当前链栈的栈顶前
  S = p;  //将新结点p作为栈顶元素
}
/*出栈(删除操作)*/
bool PopStack(LinkStack &S,int &x) {
  StackNode *p;
  if(S==NULL)//若栈为空,则报错
  return false;
  x=S->data;//x记录当前栈顶元素
  p=S;//p指针指向原栈顶
  S=S->Lhead;//S指向下一个结点
  free(p);//释放栈顶元素
  return true;
}
/*读取链栈的栈顶元素*/
bool GetTopStack(LinkStack &S,int &x) {
  if(S==NULL)
  return false;
  x=S->data;
  return true;
}
/*链栈的建立*/
void CreateStack(LinkStack &S,int x) {
  int number;
  printf("请输入要建立的栈中的元素个数:\n");
  scanf("%d",&number);
  for(int i=0; i<number; i++) {
  printf("输入第%d个入栈的元素:\n",i+1);
  scanf("%d",&x);
  PushStack(S,x);
  }
}
/*链栈的遍历输出*/
bool PrintStack(LinkStack S) {
  StackNode *p=S;
  if(p==NULL)
  return false;
  while(p!=NULL) {
  printf("%d ",p->data);
  p=p->Lhead;
  }
}
/*主函数*/
int main() {
  LinkStack S;
  int x,e; 
  InitStack(S);//初始化 
  CreateStack(S,x);//创建一个链栈 
  GetTopStack(S,x);//读取栈顶元素 
  printf("读取栈顶元素,当前栈顶元素为:%d\n",x);
  printf("创建的链栈元素从栈顶到栈底依次为:\n");
  PrintStack(S);
  printf("\n");
  printf("输入一个要进栈的元素:\n");
  scanf("%d",&e);
  PushStack(S,e);//进栈
  GetTopStack(S,x);
  printf("读取栈顶元素,当前栈顶元素为:%d\n",x);
  PopStack(S,x);//出栈
  GetTopStack(S,x);
  printf("执行一次出栈操作后,当前栈顶元素为:%d\n",x);
  printf("此时链栈元素从栈顶到栈底依次为:\n");
  PrintStack(S);
}


运行结果如下:

1667232881986.jpg

相关文章
|
14天前
|
存储 搜索推荐 算法
【数据结构】树型结构详解 + 堆的实现(c语言)(附源码)
本文介绍了树和二叉树的基本概念及结构,重点讲解了堆这一重要的数据结构。堆是一种特殊的完全二叉树,常用于实现优先队列和高效的排序算法(如堆排序)。文章详细描述了堆的性质、存储方式及其实现方法,包括插入、删除和取堆顶数据等操作的具体实现。通过这些内容,读者可以全面了解堆的原理和应用。
57 16
|
1月前
|
存储 安全 数据库
除了 HashMap,还有哪些数据结构可以实现键值对存储?
【10月更文挑战第11天】 除了`HashMap`,其他常见支持键值对存储的数据结构包括:`TreeMap`(基于红黑树,键有序)、`LinkedHashMap`(保留插入顺序)、`HashTable`(线程安全)、`B-Tree`和`B+Tree`(高效存储大量数据)、`SkipList`(通过跳跃指针提高查找效率)及`UnorderedMap`(类似`HashMap`)。选择合适的数据结构需根据排序、并发、存储和查找性能等需求。
|
2月前
|
存储 Java
java数据结构,线性表链式存储(单链表)的实现
文章讲解了单链表的基本概念和Java实现,包括头指针、尾节点和节点结构。提供了实现代码,包括数据结构、接口定义和具体实现类。通过测试代码演示了单链表的基本操作,如添加、删除、更新和查找元素,并总结了操作的时间复杂度。
java数据结构,线性表链式存储(单链表)的实现
|
1月前
|
存储 编译器 C++
【初阶数据结构】掌握二叉树遍历技巧与信息求解:深入解析四种遍历方法及树的结构与统计分析
【初阶数据结构】掌握二叉树遍历技巧与信息求解:深入解析四种遍历方法及树的结构与统计分析
|
2月前
|
存储 JSON NoSQL
redis基本数据结构(String,Hash,Set,List,SortedSet)【学习笔记】
这篇文章是关于Redis基本数据结构的学习笔记,包括了String、Hash、Set、List和SortedSet的介绍和常用命令。文章解释了每种数据结构的特点和使用场景,并通过命令示例演示了如何在Redis中操作这些数据结构。此外,还提供了一些练习示例,帮助读者更好地理解和应用这些数据结构。
redis基本数据结构(String,Hash,Set,List,SortedSet)【学习笔记】
|
1月前
探索顺序结构:栈的实现方式
探索顺序结构:栈的实现方式
|
1月前
|
存储 算法
【数据结构】二叉树——顺序结构——堆及其实现
【数据结构】二叉树——顺序结构——堆及其实现
|
2月前
|
存储 人工智能 C语言
数据结构基础详解(C语言): 栈的括号匹配(实战)与栈的表达式求值&&特殊矩阵的压缩存储
本文首先介绍了栈的应用之一——括号匹配,利用栈的特性实现左右括号的匹配检测。接着详细描述了南京理工大学的一道编程题,要求判断输入字符串中的括号是否正确匹配,并给出了完整的代码示例。此外,还探讨了栈在表达式求值中的应用,包括中缀、后缀和前缀表达式的转换与计算方法。最后,文章介绍了矩阵的压缩存储技术,涵盖对称矩阵、三角矩阵及稀疏矩阵的不同压缩存储策略,提高存储效率。
384 8
|
2月前
|
存储 算法 C语言
数据结构基础详解(C语言): 二叉树的遍历_线索二叉树_树的存储结构_树与森林详解
本文从二叉树遍历入手,详细介绍了先序、中序和后序遍历方法,并探讨了如何构建二叉树及线索二叉树的概念。接着,文章讲解了树和森林的存储结构,特别是如何将树与森林转换为二叉树形式,以便利用二叉树的遍历方法。最后,讨论了树和森林的遍历算法,包括先根、后根和层次遍历。通过这些内容,读者可以全面了解二叉树及其相关概念。
|
2月前
|
存储 算法 C语言
C语言手撕数据结构代码_顺序表_静态存储_动态存储
本文介绍了基于静态和动态存储的顺序表操作实现,涵盖创建、删除、插入、合并、求交集与差集、逆置及循环移动等常见操作。通过详细的C语言代码示例,展示了如何高效地处理顺序表数据结构的各种问题。

热门文章

最新文章